張俊瑞

摘? 要： 為了突破計算機組成原理課程傳統(tǒng)課堂教學的瓶頸，以學生的學習成果為導向，提出了基于OBE教育理念的教學模式。以一節(jié)課為例，介紹了如何根據OBE教育理念組織和實施教學活動。實踐結果表明，在根據OBE教育理念組織和實施的教學活動中，學生的學習積極性和主動性明顯提升，團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新能力也得到了很好的鍛煉。

關鍵詞： OBE教育理念; 計算機組成原理; 教學改革; 教學組織

中圖分類號：G640? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1006-8228（2020）12-72-04

Abstract： In order to break through the bottleneck of traditional classroom teaching of the “Principles of Computer Organization” course， a teaching mode with OBE education concept is proposed according to students' learning results. Taking a class as an example， this paper introduces how to organize and implement teaching activities according to OBE education concept. The practice results show that in the teaching activities organized and implemented according to the OBE education concept， the students' learning enthusiasm and initiative are significantly improved， and the team cooperation ability and innovation ability are also well trained.

Key words： OBE education concept; principles of computer organization; teaching reform; teaching organization

0 引言

OBE（Outcomes-Based Education）是指基于學習產出的教育模式，最早出現(xiàn)于美國和澳大利亞的基礎教育改革，美國學者斯派帝撰寫的《基于產出的教育模式：爭議與答案》一書中對此模式進行了深入研究。OBE教學設計和教學實施的目標是學生通過教育過程最后所取得的學習成果（Learning Outcomes）[1]，強調的是以學生的學習成果為核心進行一切教學活動的組織、實施和評價。

由于計算機組成原理課程知識點多且內容抽象，我系一直采用的是“以教為中心”[2]的課堂教學模式，學生在課堂上的參與度不高，學習積極性和主動性難以發(fā)揮，能力難以得到鍛煉。針對傳統(tǒng)教學模式存在的問題，在教學過程中融入OBE教育理念，對教學過程進行重構，將教學模式轉變?yōu)椤耙詫W生學為中心”，以期更好地激發(fā)學生的學習興趣，充分調動學生學習的積極性和主動性，提高學生的課堂參與度，鍛煉學生的團隊協(xié)作能力及分析問題、解決問題和創(chuàng)新的能力。

1 計算機組成原理課程教學現(xiàn)狀分析

計算機組成原理課程是計算機類專業(yè)的核心課程之一，在計算機類課程體系中起著承上啟下的作用[3]。目前，我系的計算機組成原理課程選用的是哈爾濱工業(yè)大學唐朔飛教授編寫的教材，這本教材是“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材，也是計算機類研究生入學考試的參考教材。該教材的最大特點是采用自頂向下的分析方法，對計算機基本部件的構造和組織方式、基本運算的操作原理以及部件和單元的設計思想等進行了深入、細致的介紹，更容易使學生形成計算機的整機概念[4]，教材的編寫充分體現(xiàn)了“以學生為中心”的教學理念。

計算機組成原理課程的知識點多、內容龐雜且抽象，多年來被認為既難教也難學[5]。學生的普遍反映也是學習難度大，理解和掌握存在困難。究其原因，一是學生想在有限的50分鐘時間里把老師所講的內容全部消化幾乎是不可能的事情，更何況課程的內容還如此抽象;二是傳統(tǒng)教學方式的課堂授課過程具有不可復刻性，學生無法反復觀看老師的講解。授課內容課上不能全部理解，課后不能及時回看，僅靠自己課上的理解和記憶進行學習，這些都增加了學生學習這門課程的難度。

尤其是近幾年，在新工科和應用型大學的建設背景下，我系大部分課程的課堂教學課時被壓縮，實踐教學課時增加，計算機組成原理課程就在其中。現(xiàn)在，這門課程的授課總學時為48+16學時（課堂授課學時為48學時，實驗授課學時為16學時），唐朔飛教授在《高等學校計算機科學與技術專業(yè)核心課程教學實施方案》一書中，建議應用型大學計算機組成原理課程的授課學時為56+16學時（課堂授課學時為56學時，實驗授課學時為16學時）[5]。一方面，教學團隊需要根據我系的教學實際，在滿足教學大綱總體要求的前提下，對教學內容進行適當的取舍;另一方面，教學團隊需進行教學改革，引入OBE教育理念，借鑒翻轉課堂的教學模式，利用網絡拓展學習空間和學習時間，以彌補課堂教學課時被壓縮帶來的不足。

2 OBE理念下的教學模式改革

目前，我系計算機組成原理課程的授課方式還是采用傳統(tǒng)教學，教師是教學的中心，上課以教師的講解為主，學生是被動接受，課堂上教師沒有較寬裕的時間組織學生針對所學內容進行深入、細致地討論和交流，因此學生在課堂上的參與度不高，不能最大限度地發(fā)揮學生學習的積極性和主動性。要使學生的學習成果達到最大化，教師就需要進行教學改革，改變傳統(tǒng)的教學方式，使學生成為課堂教學的主體，由傳統(tǒng)的“以教為中心”轉變?yōu)椤耙詫W為中心”，以學生的學習成果為導向，基于問題確定教學內容并進行教學活動的組織，教師在整個教學過程中引導學生進行學習，實現(xiàn)參與式教學，使學生由被動接受轉變?yōu)橹鲃訉W習，最大限度地提高學生的課堂參與度，充分調動學生學習的積極性和主動性，最終提高學生分析問題、解決問題以及創(chuàng)新的能力。

2.1 OBE理念下的教學設計思想

在OBE理念下，教師更為關注的是學生的學習成果[3]，因此，教師在進行課程的教學設計和實施時，需要以學生的學習成果為導向，考慮四個方面的問題[1]：①學生學習這門課程，最后要達到什么樣的學習成果？②為什么要讓學生取得這樣的學習成果？③怎樣幫助學生達到這樣的學習成果？④如何知道學生是否已經達到了預期的學習成果？

采用這樣的教育理念，對每節(jié)課的教學內容進行設計和組織，則需要考慮學習成果、學習動因、學習方法、效果確認[3]四個方面的問題，分別是：①學生學習這節(jié)課之后，應該掌握哪些內容（學習成果）;②為什么要掌握這些內容（學習動因）;③怎樣幫助學生更好地掌握這些內容（學習方法）;④如何知道學生是否掌握了所學的內容（效果確認）。

2.2 OBE理念下的教學組織

依據以上的教學設計思想，借鑒翻轉課堂的教學模式，一節(jié)課的教學組織可分為課前學生自主學習、課堂教師參與式教學和課后學生反饋三個階段。圖1為引入OBE教育理念后的教學組織示意圖。

2.2.1 課前——教師發(fā)布教學資源，學生自主學習

課前教師需要在網上教學平臺（筆者選用的是超星學習通）發(fā)布教學資源，包括導學案（Word和PPT兩個版本）、導學視頻、教學視頻、教學課件和課前測試題等（其他如教學日歷、教學大綱等資源，在平臺建課時已經上傳完成），一般于上課的前一天進行發(fā)布。表1為課前需上傳的教學資源類型。

2.2.2 課堂——教師參與式教學，引導學生進行師生互動、生生互動

課堂上教師的主要任務是引導學生進行學習，教師的角色是學生學習的引導者。因此，教師在課堂上將本節(jié)課的重、難點及學習要求講解清楚之后，就可以利用剩下的課堂時間進行師生互動或生生互動，可選形式有提問、投票、調查問卷、主題討論、分組討論、隨堂練習等多種形式，教師可以根據自己本節(jié)課的教學內容需要，來決定使用什么樣的課堂互動方式。

如移位運算，課堂上的時間安排大致是：10分鐘的時間重點講解移位規(guī)則及本節(jié)課的學習要求;之后是20分鐘的答疑時間，以學生課前的測試結果和課堂上的疑問為主要依據進行答疑;答疑之后利用10分鐘時間進行隨堂練習，再次鞏固所學的知識，用最后10分鐘進行主題討論，教師提出預先準備好的問題組織學生進行討論，可以讓學生自由發(fā)言，也可以小組的方式進行，表3為移位運算的課堂教學活動安排。

2.2.3 課后——學生反饋

課后，教師在平臺上發(fā)布本節(jié)課的課后作業(yè)或課后測試，通過批改學生的作業(yè)或課后測試題了解學生是否真正掌握了本節(jié)課的內容，進行學習效果確認。對于整體完成度不高的同學（如學習視頻觀看不及時、課前測試完成度不好、課上活動參與度不高、課后作業(yè)完成度較差等情況），教師可以通過微信、QQ或者企業(yè)微信等通信工具與學生一對一的溝通和交流，及時地給予學生學習上的幫助和指導，激發(fā)學生的學習興趣，引導后進學生主動參與學習，實現(xiàn)個性化教學。

3 教學改革的實踐效果

在教學改革的實施過程中，通過投票和調查問卷了解到學生對這種教學模式比較接受，學生覺得這樣的教學模式學習目標清晰，上課內容條理，課后也能及時查缺補漏。通過與改革之前的學生成績進行對比，發(fā)現(xiàn)平均分提升了6.38分，及格率提升了4.41%。

這種教學模式允許學生自由安排自己的學習時間，根據自己的情況制定學習計劃，教師也能根據學生的學習進程進行有針對性的指導，較易實現(xiàn)個性化學習，學生還可以組成互助小組，以小組的方式進行學習，并在學習過程中提高自己的團隊協(xié)作能力和分析問題、解決問題以及創(chuàng)新的能力。

在教學改革的過程中也發(fā)現(xiàn)了一些問題，如學習積極性高、較自覺的學生完成度就很高，自主學習能力比較差的學生完成度就很低，很容易出現(xiàn)學習上的兩極分化，這就需要教師及時了解每一個學生的學習情況，適時地調整教學計劃，并對完成度不高的學生進行一對一的幫助和指導，激發(fā)其學習興趣，提高其學習積極性和主動性。今后，筆者還將繼續(xù)探索如何將OBE教育理念融入課堂教學過程，更好地開展計算機組成原理課程的教學工作。

參考文獻（References）：

[1] 李志義，朱泓，劉志軍，夏遠景.用成果導向教育理念引導高等工程教育教學改革[J].高等工程教育研究，2014.2：29-34，70

[2] 鞏建閩，蕭蓓蕾.誰來制訂課程大綱——兼論OBE人才培養(yǎng)方案設計[J].高等工程教育研究，2020.4：180-187

[3] 汪麗華，王澤梁.新工科背景下計算機組成原理課程OBE教學研究[J].西昌學院學報（自然科學版），2020.34（2）：108-111

[4] 唐朔飛.計算機組成原理（第2版）[M].高等教育出版社，2008.

[5] 教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會.高等學校計算機科學與技術專業(yè)核心課程教學實施方案[M].高等教育出版社，2009.